[发明专利]隧道初支侵限换拱施工工法

权利要求书

1.一种隧道初支侵限换拱施工工法，其特征在于，包括局部断面侵限换拱及全断面侵限换拱两种方式；

（1）所述局部断面侵限换拱包括如下步骤：先对不需要置换的钢拱架进行加强锁脚加固，待原钢架被锁紧后，将需置换部分钢架割除，然后进行刻槽，达到设计深度后，将置换的钢架嵌入槽中，做好置换前后的钢架连接质量控制，置换后按照原设计位置施作锁脚锚管并加强，及时喷射混凝土封闭；

（2）所述全断面侵限换拱包括如下步骤：针对隧道洞内已做回填处理已形成有效支撑体系，按照三台阶法逐榀替换拱架：

全断面整体换拱采用三台阶开挖，上台阶开挖拆换1#、2#、3#初支钢架，中台阶开挖拆换4#、5#钢架，下台阶开挖时拆换6#、7#钢架；台阶尽量缩短，中、下台阶钢架左右对称替换，初支尽快封闭成环，及时施做径向注浆加固，二衬紧跟施工。

2.如权利要求1所述的隧道初支侵限换拱施工工法，其特征在于，在（1）中，加强锁脚采用Φ42的锁脚锚管，锁脚锚管长L=5.0m，施作方向与水平呈45°夹角，紧贴钢架施作，锁脚锚管与钢架采用直径Φ22的L型钢筋有效焊接，每个拱脚增设2根锁脚锚管；

新钢架与原钢架间尽量采用螺栓连接，钢架连接板无法密贴时，采用与钢架主筋同型号钢筋帮焊；

局部或整体换拱时，采用破碎锤破除侵限及扭曲钢架，人工采用风镐辅助开挖，严禁采用爆破拆除，每次置换1榀，新换钢架预留变形量不小于20cm。

3.如权利要求1或2所述的隧道初支侵限换拱施工工法，其特征在于，在换拱前，需要建立监控量测系统，通过监控测量系统的检测结果判断采用局部换拱还是整体换拱；

监控量测的目的在于监测围岩变形和压力情况，保证围岩稳定和施工安全；提供判断围岩和支护系统基本稳定的依据；通过对量测数据的分析处理，掌握地层稳定性变化规律，预见事故和险情，作为调整和修整支护参数及施工方法的依据，提供围岩和支护衬砌最终稳定的信息；根据现场量测数据绘制位移-时间曲线图，包括拱顶位移-时间曲线图和侧墙位移-时间曲线图；在位移-时间曲线趋于平缓时进行回归分析，以推算最终位移和掌握位移变化规律，回归分析为建立拱顶和侧墙位移量（U）随时间（T）发展的时态函数，根据测点位移变化速率判断围岩稳定状况，当隧道周边变形趋势有明显减缓趋势，则说明隧道变形基本处于稳定状态；当变化速率过快、过大，或当位移-时间曲线出现反弯点时，表明围岩及支护已呈不稳状态，应及时加强支护并停止作业，并根据现场及施工情况进行分分析。

4.如权利要求3所述的隧道初支侵限换拱施工工法，其特征在于，如果仅拱顶位移速率过快、过大，则应更换拱顶钢架；如果仅侧墙位移速率过快、过大，则应更换侧墙钢架；如果上述两种情况同时出现，则应整体更换钢架。

5.如权利要求3或4所述的隧道初支侵限换拱施工工法，其特征在于，

①监控量测不仅对原初期支护钢架变形进行观测，对置换后的钢拱架同样要加强观测，量测人员应及时对测量结果进行分析；

②开挖过程中注意观察初期支护状态包括喷砼层是否产生裂缝、剥离和剪切破坏、支撑是否压屈变形进行观察分析；对以上情况进行详细描述、记录，并予以评估，作为及时采取支护参数选择的参考及量测等级选择的依据；

③量测方法及频率

现场量测时根据开挖、换拱各工序作业持续时间加大测量频率。